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拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在國(guó)外已有一百多年的應(yīng)用歷史，我國(guó)自90年代初開(kāi)始應(yīng)用。

由于其具有用料省、施工速度快、跨越能力大、防水性能好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，很適合我國(guó)國(guó)情，因此在短短十余年間，這種結(jié)構(gòu)在我國(guó)已完成了從無(wú)到有，到大量應(yīng)用的發(fā)展歷程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)已有這種結(jié)構(gòu)的施工單位100多家，已完成建筑面積400多萬(wàn)平方米。

與這種結(jié)構(gòu)發(fā)展形勢(shì)很不協(xié)調(diào)的是對(duì)這種結(jié)構(gòu)的技術(shù)管理滯后，長(zhǎng)期以來(lái)，世界上尚無(wú)這種結(jié)構(gòu)明確的設(shè)計(jì)方法，更沒(méi)有可供操作使用的專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)大多數(shù)工程技術(shù)人員及管理人員來(lái)說(shuō)都是全新的，再加上缺乏規(guī)程等技術(shù)支持，因此在過(guò)去的推廣應(yīng)用過(guò)程中暴露出了很多問(wèn)題：設(shè)計(jì)無(wú)章可循，結(jié)構(gòu)參數(shù)由施工單位根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，使得工程安全性難以保證；工程驗(yàn)收無(wú)據(jù)可依，全憑施工單位提供的技術(shù)資料，使得工程質(zhì)量難以保證。從1997年至今，國(guó)內(nèi)已發(fā)生了多起屋蓋坍塌的惡性工程事故，不僅造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失，而且妨礙了這種結(jié)構(gòu)的推廣普及。

為了規(guī)范拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的建筑市場(chǎng)，確保這種結(jié)構(gòu)的健康發(fā)展，1998年9月中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)下達(dá)了協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《金屬拱形波紋屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的編制計(jì)劃。在協(xié)會(huì)輕型鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)CECS/TC28主持下，經(jīng)主編單位天津大學(xué)和各參編單位近5年的辛勤工作，很終完成了編制任務(wù)。規(guī)程于2004年12月批準(zhǔn)，于2005年2月1日開(kāi)始實(shí)施，編號(hào)為CECS167：2004。

《拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS167：2004(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）是世界上第一本拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的專用規(guī)程。該規(guī)程在吸收國(guó)內(nèi)外有關(guān)科研成果、總結(jié)成熟的實(shí)踐和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不僅規(guī)定了拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的材料、制作、安裝及使用等技術(shù)要求，而且提出了一套切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。為更好地理解和應(yīng)用《規(guī)程》，本文將從材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、工程質(zhì)量控制等方面介紹《規(guī)程》的主要特點(diǎn)。

我國(guó)的拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是從國(guó)外引進(jìn)的，這種結(jié)構(gòu)在國(guó)外沒(méi)有統(tǒng)一的名稱。各種英文名稱側(cè)重點(diǎn)不同，都有偏駁之處，直譯成中文后也形成了多種叫法：“金屬拱形波紋屋蓋”、“壓型鋼板拱”、“冷彎褶皺薄壁拱殼”等。本規(guī)程中定名為“拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)”。隨著《規(guī)程》的頒布實(shí)施將在國(guó)內(nèi)統(tǒng)一對(duì)結(jié)構(gòu)的叫法，這對(duì)規(guī)范市場(chǎng)很有意義。

另外，根據(jù)構(gòu)件橫截面的形狀，市場(chǎng)上又將這種結(jié)構(gòu)劃分為不同類型。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的板型是美國(guó)MIC公司開(kāi)發(fā)的MIC-X系列，主要有MIC-120型、MIC-160型和MIC-240型；北京銀河金屬結(jié)構(gòu)工程有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)的MMR-118、MMR-178、MMR-238型，以及武漢鋼鐵集團(tuán)開(kāi)發(fā)的W666型、營(yíng)口三星公司的W760型等板型。上述板型的命名規(guī)則很不統(tǒng)一，難以為設(shè)計(jì)人員理解和選用，因此《規(guī)程》根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)建設(shè)和建筑工業(yè)產(chǎn)品型號(hào)編制規(guī)則》的規(guī)定，將這種結(jié)構(gòu)的板型統(tǒng)一命名為YJxxxx型和YTxxxx型，YJ和YT為產(chǎn)品的名稱代號(hào)，其中Y表示壓型單元板、J表示矩形槽截面、T表示梯形槽截面，名稱中的xxxx代表四位數(shù)字，前兩位數(shù)代表單元板的上槽口寬度，后兩位數(shù)代表槽深。如YT6118表示上槽口寬61cm、槽深18cm的梯形槽壓型單元板，該板型與目前市場(chǎng)上的MIC-240和MMR-238板型相當(dāng)。

按照《規(guī)程》術(shù)語(yǔ)規(guī)定，拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是用專門的成型機(jī)組將彩涂鋼板壓制成具有褶皺波紋的弧形鋼槽板，經(jīng)鎖縫連接并安裝就位而形成的屋蓋結(jié)構(gòu)。受構(gòu)件成型工藝及機(jī)械加工能力的限制，這種結(jié)構(gòu)的截面形式單一，所用鋼板的厚度也不能根據(jù)需要而隨意加大。理論分析和工程實(shí)踐表明，對(duì)于目前國(guó)內(nèi)常用的幾種板型，在加工能力許可的鋼板厚度范圍內(nèi)，在跨度較大時(shí)結(jié)構(gòu)承載力（尤其是半跨荷載作用下）比較低。因此，本《規(guī)程》規(guī)定這種結(jié)構(gòu)適宜的跨度

為30m以下。另外，現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》沒(méi)有給出開(kāi)敞式拱形屋蓋的風(fēng)荷載體型系數(shù)，所以開(kāi)敞式建筑中的拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)不在本《規(guī)程》的適用范圍之內(nèi)。

由于拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是一種薄壁鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)集中荷載、動(dòng)荷載反應(yīng)敏感，對(duì)使用環(huán)境等也有特殊要求，所以本《規(guī)程》不適用于強(qiáng)腐蝕、相對(duì)濕度長(zhǎng)期較高和高溫等環(huán)境中的建筑，以及直接承受動(dòng)力作用的建筑。